2022年高考生物大一轮复习第七单元第讲从杂交育种到基因工程教案.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 第 24 讲 从杂交育种到基因工程 考纲要求 1. 生物变异在育种上的应用 ;2. 转基因食品的安全 ;一、杂交育种与诱变育种 1 杂交育种 1 含义:将两个或多个品种的优良性状通过交配集中在一起,再经过挑选和培育,获得新品 种的方法;2 育种原理:基因重组;3 方法:杂交自交选种自交;2 诱变育种 1 含义:利用物理因素或化学因素来处理生物,使生物发生基因突变;2 育种原理:基因突变; 判一判 1 太空育种能按人的意愿定向产生优良性状 2 杂交育种的范畴只能在有性生殖的植物中 3 诱变育种的优点之一是需大量处理试验材料 提示此特点为缺点,不是
2、优点; 4 诱变育种时突变的个体中有害个体多于有利个体5 杂交育种和诱变育种都能产生前所未有的新基因,制造变异新类型 6 杂合子品种的种子只能种一年,需要年年制种 二、基因工程1 基因工程的工具包括限制性核酸内切酶、学键都是磷酸二酯键;2 原理:基因重组;DNA连接酶、运载体,其中两种工具酶作用的化3 步骤:提取目的基因、目的基因与运载体结合、将目的基因导入受体细胞、目的基因的检测与鉴定;4 应用: 1 育种,如抗虫棉;2 药物研制,如胰岛素等;3 环境爱护,如超级细菌分解石油;名师归纳总结 解惑 1 基因工程操作水平分子水平;操作环境体外;DNA;第 1 页,共 16 页2 操作工具有三种,
3、但工具酶只有两种,另一种工具运载体的化学本质为- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 考点一 比较几种遗传育种1 比较下表中的遗传育种方法原理常用方法优点缺点代表实例杂交育种基因重组杂交操作简洁,目育种年限长矮秆抗标性强病小麦诱变育种基因突变辐射诱变、激提高突变率,有利变异少,高产青需 大 量 处 理光诱变等加速育种进程霉菌株试验材料多倍染色体变异秋水仙素处理操作简洁,且所 得 品 种 发无子西瓜、能在较短的时育迟缓, 牢固萌发的种子或八 倍 体 小体育种间内获得所需率低; 在动物幼苗黑麦品种中无法开展单倍染色体变异花药离体培育明显缩短育种技术复杂, 需“京
4、 花1后,再用秋水要 与 杂 交 育体育种年限号” 小麦仙素处理种协作基因基因重组将一种生物特能定向改造生有 可 能 引 发转基因定的基因转移工程到另一种生物物的遗传性状生态危机抗虫棉育种细胞中2 分析以下几种育种方法1 杂交育种是最简捷的方法,而单倍体育种是最快获得纯合子的方法,可缩短育种年限;2 让染色体加倍可以用秋水仙素等进行处理,也可采纳细胞融合的方法,且此方法能在两个不同物种之间进行;3 原核生物不能进行减数分裂,所以不能运用杂交的方法进行育种,一般采纳的方法是诱变名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 育种;
5、易错警示与杂交育种有关的4 点留意1 杂交育种不肯定需要连续自交;如选育显性优良纯种,就需要连续自交挑选直至性状不再 发生分别;如选育隐性优良纯种,就只要在子二代显现该性状个体即可;2 诱变育种与杂交育种相比,前者能产生前所未有的新基因,制造变异新类型;后者不能产 生新基因,只是实现原有基因的重新组合;3 杂交育种与杂种优势不同:杂交育种是在杂交后代众多类型中挑选符合育种目标的个体 进一步培育,直到获得稳固遗传的具有优良性状的新品种;杂种优势主要是利用杂种 F1 的 优良性状,并不要求遗传上的稳固;4 杂交种与多倍体的比较:二者都可产生许多优良性状如茎秆粗大、抗倒伏、产量提高、品 质改良,但多
6、倍体生长周期长,晚熟;而杂交种可早熟,故依据成熟期早晚可判定是多倍体 仍是杂交种;1 要将基因型为AaBB的植物,培育出以下基因型的品种:AaBb;AaBBC;AAaaBBBB;aB;就对应的育种方法依次是 A诱变育种、转基因技术、细胞融合、花药离体培育 B杂交育种、花药离体培育、转基因技术、多倍体育种 C花药离体培育、诱变育种、多倍体育种、转基因技术 D多倍体育种、花药离体培育、诱变育种、转基因技术 答案 A 解析 用基因型为 AaBB的植物要培育出 AaBb 的品种,可利用物理或化学方法处理材料,通 过基因突变获得;要获得 AaBBC的品种,由于本物种没有 C基因,所以必需通过转基因技术;
7、要获得 AAaaBBBB的品种,可通过细胞融合;要获得aB 的品种,可利用花药离体培育;2 假设 A、b 代表玉米的优良基因,这两种基因是自由组合的;现有 AABB、aabb 两个品种,为培育出优良品种 AAbb,可采纳的方法如下列图;请据图回答疑题:1 由品种 AABB、aabb 经过过程培育出新品种的育种方式称为 _,其原理是 _;用此育种方式一般从_ 才能开头选育AAbb 个体,是由于_ ;2 如经过过程产生的子代总数为 1 552 株,就其中基因型为 AAbb 的植株在理论上有_ 株;基因型为 Aabb 的植株经过过程,子代中 AAbb 与 aabb 的数量比是_;3 过程常采纳 _
8、技术得到Ab 个体;与过程的育种方名师归纳总结 法相比,过程的优势是_ ;第 3 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 4 过 程 的 育 种 方 式 是 _ , 与 过 程 比 较 , 过 程 的 明 显 优 势 是_ ;答案 1 杂交育种 基因重组 F2 从 F2 开头显现 AAbb个体 或从 F2 开头显现性状分别 297 11 3 花药离体培育 能明显缩短育种年限4 诱变育种 过程产生的变异是定向的 或基因工程育种转入的基因是已知的,用基因工程手段产生的变异是定向的 解析 依据孟德尔自由组合定律,F2 中基因型为 AAbb的植株占
9、1/16 ,所以共 97 株;Aabb 自交后代 AAbb 和 aabb 的比例为11;过程是单倍体育种,包括了花药离体培育和秋水仙素诱导染色体加倍两个步骤,可以明显缩短育种年限;属于诱变育种;过程与相比,其具有的明显优势是能定向地改造生物的遗传性状;技法提炼 依据育种目的挑选育种方式 1如要培育隐性性状个体,可用自交或杂交,只要显现该性状即可;2有些植物如小麦、水稻等,杂交试验较难操作,其最简便的方法是自交;3如要快速获得纯种,可用单倍体育种方法;4如要提高养分物质含量,可用多倍体育种方法;5如要培育原先没有的性状,可用诱变育种;6如培育植物为养分繁衍,如土豆、地瓜等,就只要显现所需性状即可
10、,不需要培育出纯种;考点二 基因工程育种依据下面基因工程操作步骤图解,填写相关内容易错警示与基因工程有关的3 点提示1 限制性核酸内切酶和DNA 连接酶的作用部位都是脱氧核苷酸之间形成的磷酸二酯键 不是氢键 ,只是一个切开,一个连接;2 质粒是最常用的运载体,不要把质粒等同于运载体,除此之外,噬菌体的衍生物和动植物病毒也可作为运载体;运载体的化学本质为DNA,其基本单位为脱氧核苷酸;3 要想从 DNA上切下某个基因,应切2 个切口,产生4 个黏性末端; 3 以下有关基因工程技术的表达,正确选项A重组 DNA技术所用的工具酶是限制酶、DNA连接酶和运载体B全部的限制酶都只能识别同一种特定的核苷酸
11、序列C选用细菌作为重组质粒的受体细胞是由于细菌繁衍快名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - D只要目的基因进入受体细胞就能胜利实现表达答案C DNA连接酶,运载体不是解析重组 DNA技术所用的工具有三种,但其中工具酶是限制酶和工具酶;限制酶具有专一性,每种限制酶只能识别特定的核苷酸序列;目的基因进入受体细 胞不肯定就能胜利实现表达,需要通过检测来确定;4 通过 DNA 重组技术使原有基因得以改造而得到的动物称为转基因动物;运用这一技术可 使羊奶中含有人体蛋白质,下图表示了这一技术的基本过程,在该过程中所用的基因“ 剪刀”
12、,请据图回答:能识别的序列和切点是 G GATCC1 从羊染色体中“ 剪下” 羊蛋白质基因的酶是_;人体蛋白质基因“ 插入” 后连接在羊体细胞染色体中时需要的酶是 _;2 人体蛋白质基因之所以能“ 插入” 到羊的染色体内,缘由是_ ;3 将人体蛋白质基因导入羊体内并胜利地表达,使羊产生新的性状;这种变异属于_,这里“ 胜利地表达” 的含义是_ ;4 你认为此类羊产生的奶安全牢靠吗?理由是什么?_ _ _ ;答案 1 限制性核酸内切酶 DNA连接酶 2 人和羊 DNA分子的空间结构、化学组成相同;有互补的碱基序列 答出其中一点即可 3 基因重组 人体蛋白质基因在羊体细胞内掌握合成人体蛋白质 4
13、安全,由于目的基因导入受体细胞后没有转变,掌握合成的人体蛋白质成分没有转变 或担心全, 由于目的基因导入受体细胞后,使合成的蛋白质成分发生肯定的转变 可能由于羊细胞中某些成分的影响,解析 此题主要考查基因工程的一般步骤、操作工具、应用以及转基因技术的安全性等学问;1 基因工程的基本操作中用到的工具酶是限制性核酸内切酶、DNA 连接酶; 2 不同生物的DNA 分子的化学组成和空间结构相同,即都具有相同的物质基础和结构基础;3 人体蛋白质基因导入羊体内并胜利地表达,使羊产生新的性状,这是将一种基因导入另一种生物,变异类型属于基因重组,目的基因胜利表达的含义是人体蛋白质基因在羊体细胞内通过转录、翻译
14、两个过程掌握合成人体蛋白质;基因工程操作的归纳总结4 为开放性的题目, 但要留意回答的理由要与观点相对应;1DNA酶即 DNA水解酶,是将 DNA水解的酶; DNA聚合酶是在 DNA复制过程中,催化形成新DNA分子的酶,是将单个游离的脱氧核苷酸加到 DNA片段上,需要模板;但 DNA连接酶是将两个 DNA片段的两个缺口同时连接,不需要模板,两者作用的化学键相同,都是磷酸二酯键;2原核生物基因 如抗虫基因来自苏云金芽孢杆菌 可为真核生物 如棉花 供应目的基因;3受体细胞动物一般用受精卵,植物如用体细胞就通过组织培育的方式形成新个体;名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 16 页
15、精选学习资料 - - - - - - - - - 4抗虫棉只能抗虫,不能抗病毒、细菌;5第一步和其次步需要限制酶,且要求用同一种,目的是产生相同的黏性末端;6其次步中有两种工具酶并用到了运载体,故是基因工程中最核心的一步;7对基因操作是否胜利不但要在分子水平上鉴定仍要在个体水平上鉴定;8目的基因指要表达的基因,标记基因指运载体上且用于鉴定挑选的基因;9目的基因表达的标志:通过转录、翻译产生相应的蛋白质;序号错因分析正确答案序号错因分析正确答案受思维定势影自交忽视了“ 矮秆2/3 响,忽视了题抗病中” 而不干中“F1 获得是“ F2 中”F2 的方法”不懂得矮秆抗答案不完整,基因突变频率病植株的
16、来要点不全低且不定向源审题不清,没秋 水 仙 素 或方法一:将矮有精确猎取题低 温 诱 导 染秆小麦与高秆干信息色体加倍小麦杂交,如果子一代为高秆,子二代高 秆 矮 秆 31 或 出 现该题是“ 矮秆100% 忽视了高秆为性状分别 ,就显性,误认为矮秆性状是基抗病” 中,而矮秆为显性因 突 变 造 成且是 F1 的花药的;否就,矮全部培育得到秆性状是由环境引起的 方法二:将矮秆小麦与高秆 小麦种植在相 同 环 境 条 件名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 下,假如两者 未显现明显差 异,就矮秆性 状 由 环 境 引
17、起;否就,矮 秆性状是基因 突变的结果名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 题组一 有关遗传育种1 2022 天津卷, 2 芥酸会降低菜籽油的品质;油菜有两对独立遗传的等位基因 H 和 h,G 和 g 掌握菜籽的芥酸含量,下图是获得低芥酸油菜新品种HHGG的技术路线;已知油菜单个花药由花药壁2n 及大量花药 n 等组分组成,这些组分的细胞都具有全能性; 据图分析,以下表达错误选项A、两过程均需要植物激素来诱导细胞脱分化 B与过程相比,过程可能会产生二倍体再生植株C图中三种途径中,利用花粉培育挑选低芥酸植株 HHGG的效
18、率最高DF1 减数分裂时, H基因所在染色体会与 答案 D G基因所在染色体发生联会解析 过程均为植物组织培育中的脱分化,均需要利用植物激素来诱导,A项正确;两亲本杂交使 H 基因和 G 基因集中到一个生物个体中,可通过杂交育种的方法获得双显性性状个体,但要获得 HHGG纯合子需要 H_G_个体连续多年自交,育种效率不高;依据自由组合定律推知: F1 产生的花粉有 HG、Hg、hG、hg 四种,花药离体培育获得的再生单倍体植株也是四种,使用秋水仙素处理后可依据性状直接挑选获得纯合的HHGG植株, 其效率最高; F1 花药离体培养所得的再生植株中,除 HG、Hg、hG、 hg 四种单倍体植株外,
19、仍可能有花药壁细胞经组织培养获得的 HhGg二倍体植株,因而其育种效率较花粉离体培育低,B、C两项正确;分析题干得出:H基因和 G基因位于两对同源染色体上,减数分裂时非同源染色体不发生联会,D项错误;2 2022 浙江卷, 32 玉米的抗病和不抗病 对独立遗传的相对性状;现有不抗病矮秆玉米种子 行以下试验: 基由于 A、a 、高秆和矮秆 基由于 B、b 是两 甲 ,讨论人员欲培育抗病高秆玉米,进取适量的甲,用合适剂量的 射线照耀后种植,在后代中观看到白化苗 4 株、抗病矮秆 1 株 乙 和不抗病高秆 1 株 丙 ;将乙与丙杂交,F1 中显现抗病高秆、抗病矮秆、不抗病高秆和不抗病矮秆;选取 F1
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- 2022 年高 生物 一轮 复习 第七 单元 杂交育种 基因工程 教案
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